pthread_cond_wait例子分析

先来看一下pthread_cond_wait的语法：

条件变量   

条件变量是利用线程间共享的全局变量进行同步的一种机制，主要包括两个动作：一个线程等待"条件变量的条件成立"而挂起；另一个线程使"条件成立"（给出条件成立信号）。为了防止竞争，条件变量的使用总是和一个互斥锁结合在一起。   

1．   创建和注销   

条件变量和互斥锁一样，都有静态动态两种创建方式，静态方式使用PTHREAD_COND_INITIALIZER常量，如下：     

pthread_cond_t   cond=PTHREAD_COND_INITIALIZER     

动态方式调用pthread_cond_init()函数，API定义如下：     

int   pthread_cond_init(pthread_cond_t   *cond,   pthread_condattr_t   *cond_attr)     

尽管POSIX标准中为条件变量定义了属性，但在LinuxThreads中没有实现，因此cond_attr值通常为NULL，且被忽略。   

注销一个条件变量需要调用pthread_cond_destroy()，只有在没有线程在该条件变量上等待的时候才能注销这个条件变量，否则返回 EBUSY。因为Linux实现的条件变量没有分配什么资源，所以注销动作只包括检查是否有等待线程。API定义如下：     

int   pthread_cond_destroy(pthread_cond_t   *cond)     

2．   等待和激发   

int   pthread_cond_wait(pthread_cond_t   *cond,   pthread_mutex_t   *mutex)   

int   pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t   *cond,   pthread_mutex_t   *mutex,   const   struct   timespec   *abstime)     

等待条件有两种方式：无条件等待pthread_cond_wait()和计时等待pthread_cond_timedwait()，其中计时等待方式 如果在给定时刻前条件没有满足，则返回ETIMEOUT，结束等待，其中abstime以与time()系统调用相同意义的绝对时间形式出现，0表示格林 尼治时间1970年1月1日0时0分0秒。   

无论哪种等待方式，都必须和一个互斥锁配合，以防止多个线程同时请求pthread_cond_wait()（或 pthread_cond_timedwait()，下同）的竞争条件（Race   Condition）。mutex互斥锁必须是普通锁（PTHREAD_MUTEX_TIMED_NP）或者适应锁 （PTHREAD_MUTEX_ADAPTIVE_NP），且在调用pthread_cond_wait()前必须由本线程加锁 （pthread_mutex_lock()），而在更新条件等待队列以前，mutex保持锁定状态，并在线程挂起进入等待前解锁。在条件满足从而离开 pthread_cond_wait()之前，mutex将被重新加锁，以与进入pthread_cond_wait()前的加锁动作对应。   

激发条件有两种形式，pthread_cond_signal()激活一个等待该条件的线程，存在多个等待线程时按入队顺序激活其中一个；而pthread_cond_broadcast()则激活所有等待线程。  

下面是一个例子：

#include <stdio.h>  

#include <unistd.h> 

#include <pthread.h>   

pthread_mutex_t    mutex;  

pthread_cond_t    cond;  

void *thread1(void *arg)  

{  

pthread_cleanup_push (pthread_mutex_unlock, &mutex);  

while(1) {  

pthread_mutex_lock (&mutex); 

printf ("thread1 is running\n");  

pthread_cond_wait (&cond, &mutex);  

printf ("thread1 applied the condition\n");  

pthread_mutex_unlock (&mutex);  

sleep (2);  

}  

pthread_cleanup_pop (0);  

}  

void *thread2(void *arg)  

{  

pthread_cleanup_push (pthread_mutex_unlock, &mutex);  

while(1) {  

pthread_mutex_lock (&mutex); 

printf ("thread2 is running\n");  

pthread_cond_wait (&cond, &mutex);  

printf ("thread2 applied the condition\n");  

pthread_mutex_unlock (&mutex);  

sleep (1);  

}  

pthread_cleanup_pop (0);  

} 

int main(void)  

{  

pthread_t tid1, tid2;  

printf ("condition variable study! \n");  

pthread_mutex_init (&mutex, NULL);  

pthread_cond_init (&cond, NULL);  

pthread_create (&tid1, NULL, (void *) thread1, NULL);  

pthread_create (&tid2, NULL, (void *) thread2, NULL);  

do {  

pthread_cond_signal (&cond); 

sleep(2); 

} while (1);  

sleep (50);  

pthread_exit (0);  

} 

[sunshine@localhost c_book]$ ./condition

condition variable study! 

thread1 is running

thread2 is running

thread1 applied the condition

thread1 is running

thread2 applied the condition

thread2 is running

thread1 applied the condition

thread1 is running

thread2 applied the condition

^C

[sunshine@localhost c_book]$ ./condition

condition variable study! 

thread1 is running

thread1 applied the condition

thread2 is running

thread1 is running

thread2 applied the condition

thread2 is running

thread1 applied the condition

thread1 is running

thread2 applied the condition

可以很清晰的看到，pthread_cond_wait的执行过程：

之前的pthread_mutex_lock对mutex加锁，pthread_cond_wait执行后进入等待激活队列并解锁，print后用pthread_mutex_unlock解锁。因此在thread1 执行pthread_cond_wait后thread2可以获得锁并打印 thread2 is running

pthread_cond_wait 与 pthread_mutex_lock pthread_mutex_unlock 使用的固定格式为

pthread_cleanup_push       防止取消点(pthread_cond_wait)非正常退出，而产生死锁。

pthread_mutex_lock

pthread_cond_wait              进入等待队列，并释放锁。退出时先重新获得锁，然后执行剩余代码。

pthread_mutex_unlock

pthread_cleanup_pop

需要说明的是pthread_cleanup_push 和 pthread_cleanup_pop

因为pthread_cond_wait 处为线程取消点，因此线程可以在该处取消，取消点在退出线程的时候会执行__pthread_cleanup_push函数 而这个函数的作用是重新对mutex加锁，因此会产生死锁。关于取消点可以google。